[发明专利]能够抑制合金化炉内带钢抖动的热处理工艺及其装置

说明书

技术领域

本发明涉及热镀锌带钢制造领域，具体地指一种能够抑制合金化炉内带钢抖动的热处理工艺及其装置。

背景技术

作为带钢热镀工艺段的带钢稳定技术的一部分，除了气刀引起的扰动外，另一个造成带钢热镀和合金化过程不均匀的工艺点在于合金化炉冷却段的冷却风机引起的带钢抖动。武钢冷轧的合金化炉主要由感应加热段、均热保温段和冷却段三大部分组成。如图1所示，带钢从锌锅完成热镀锌过程后，依次通过上述加热段的高频感应加热，在5s时间内将带钢由出锌锅时的460℃加热到550℃左右，再通过均热段和冷却段按照均热和冷却曲线要求完成合金化过程。

合金化炉呈立式布置，其冷却段采用风机吹扫的风冷方式实现带钢的高强度冷却。由于冷却段冷却强度大，冷却段距离相对有限，在短距离的有限空间内，必然引起较为强烈的紊流发生。冷却风机产生的紊流作用于带钢上，引起整段合金化炉的带钢在冷却段产生最大振幅，合金化过程中带钢沿炉体中心线位置发生剧烈振动，一方面导致了温度不均匀的发生，另外引起带钢的剧烈抖动，传递到加热段和均热段，直接导致合金化不均缺陷的发生，甚至对带钢的热镀过程也产生不利影响。如图2所示，目前的冷却风机采用开环控制方式，整套冷却系统仅起到压缩空气吹扫和冷却功能，即使发现了带钢抖动严重引起均热段带钢偏移的情况也无法通过对风机的调节实现对带钢位置的改善，从而导致合金化不均的情况无法得到修正。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种能够抑制带钢在合金化炉冷却段抖动、达到带钢的冷却要求、确保所得产品质量稳定的能够抑制合金化炉内带钢抖动的热处理工艺及其装置。

为实现上述目的，本发明所设计的能够抑制合金化炉内带钢抖动的热处理工艺，是对从锌锅中输出的带钢在线依次进行加热、保温、冷却，最终实现带钢合金化的过程，其特殊之处在于，它包括如下步骤：

1)先将经过热镀锌处理的带钢输送至合金化炉的底部加热段(1)，控制加热温度为520～560℃，加热时间为5～8s；

2)然后将带钢向上输送至合金化炉的中部保温段，控制保温温度为500～550℃，保温时间为10～15s；

3)最后将带钢继续向上输送至合金化炉的上部冷却段，从两侧向带钢表面喷射冷却汽雾，控制冷却强度为50～100℃/s，冷却时间为4～7s，出口温度为250～350℃即可。

优选地，所述步骤1)中，控制加热温度为530～550℃；所述步骤2)中，控制保温温度为520～550℃。带钢在底部加热段时控制其温度在530～550℃的范围内，带钢在中部保温段时控制其温度在520～550℃的范围内，可以得到质量更高的合金化层。

优选地，所述步骤2)中，所述步骤3)中，控制冷却汽雾的平均雾化粒径为70～80μm，粒径太大不容易喷射到在带钢表面，粒径太小冷却效果较差。

优选地，所述步骤3)中，控制冷却汽雾的喷射距离为250～400mm，喷射速度为20～50m/min，喷射压力为0.25～0.6MPa，按照此参数范围设置冷却汽雾喷嘴，则喷射的冷却汽雾具有最优的冷却效果。

优选地，所述步骤3)中，控制冷却气体的喷射流量为3～10m³/h，喷射压力为0.25～0.8MPa。喷射压力和流量过大会加快带钢抖动，喷射压力和流量太小达不到冷却要求。

一种为实现上述热处理工艺而设计的合金化炉冷却段汽雾喷射装置，它包括压缩空气源，其特殊之处在于，所述压缩空气源的输出端通过可调节气阀与进气风机的输入端相连，所述进气风机的输出端与汽雾发生器的进口相连，所述汽雾发生器的出口通过传输管系同时与安装在合金化炉的上部冷却段上的多组冷却喷嘴相连，每组冷却喷嘴的数量为两个，对称布置在穿越上部冷却段的带钢两侧。

进一步地，它还包括设置在合金化炉的上部冷却段用于检测其环境温度状况的温度传感器，所述温度传感器的检测信号输出端与PLC控制器的数据输入端相连，所述PLC控制器的数据输出端分别与可调节气阀和进气风机的控制信号输入端相连。

更进一步地，所述冷却喷嘴设置有3～6组，每组的两个冷却喷嘴与带钢的直线距离为150～300mm，在此范围内汽雾喷射冷却效果更好。

更进一步地，所述带钢同一侧相邻冷却喷嘴之间的重叠喷射覆盖区域为单个冷却喷嘴喷射覆盖区域的10～15％，在此范围内汽雾喷射冷却效果更好。